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以观察当类似小行星的物体的顶层受到极端外力撞击时会发生什么

2024-09-03 14:12:12 百科全书来源：

导读约翰霍普金斯大学的工程师们发现了有关沙子和岩石等颗粒材料在极端撞击下的行为的新细节——这一发现未来可能有助于保护地球免受危险的小行...

约翰霍普金斯大学的工程师们发现了有关沙子和岩石等颗粒材料在极端撞击下的行为的新细节——这一发现未来可能有助于保护地球免受危险的小行星的撞击。

研究团队利用新颖的实验技术和先进的计算机模拟发现，这些材料在高速撞击时会表现出意想不到的行为，这一发现挑战了传统模型。他们的研究成果发表在《固体力学与物理学杂志》上。

“我们的研究表明，在同一次撞击事件中，材料的不同部分，甚至不同的沙粒，都会有截然不同的表现，”研究小组负责人、约翰霍普金斯大学惠廷工程学院机械工程副教授、霍普金斯极端材料研究所(HEMI)研究员瑞安·赫尔利 (Ryan Hurley) 说。

“我们的发现有可能为从小行星偏转到平板电脑制造等工业过程等应用提供参考。”

研究团队用气以高达 2 公里/秒的速度向由铝和钠钙玻璃制成的颗粒样品发射射弹，并在撞击后最初几微秒内观察样品的行为。虽然这类实验通常在约翰霍普金斯大学巴尔的摩分校的 HEMI 现场进行，但这次实验是在芝加哥的先进光子源 (APS) 进行的，因为它需要使用特殊的 X 射线设备来观察撞击。

“如果你去海滩，你只能看到表面的沙子，但 X 射线可以看到沙子下面发生的情况，”机械工程博士生兼论文第一作者 Sohanjit Ghosh 说。

“我们将X射线图像与我们开发的数值模型相结合，将二维X射线图像变成三维过程，让我们能够全面了解时间和空间上发生的情况。”

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